《煤化工工艺学》煤和直接液化
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C1：是煤有机质的主体； C2：为存在于煤中的低分子化合物； C3：为惰性成分。上述反应历程并不包括所有反应。
-20- 2020年6月16日星期二
§7.3 德国煤直接液化工艺的发展
-21- 2020年6月16日星期二
一、德国煤直接液化老工艺——IG老工艺
由德国染料工业公司开发而成，又称IG工艺。 过程分两段；第一段为糊相加氢；将煤转化为粗汽 油和中油；第二段为气相加氢，将上述产物加工成 商品油。
利用轻质溶剂在超临界条件下抽提可得到以重质油为 主的油类——抽提率不太高。
（2）浴剂加氢抽提液化法
使用氢气，但压力不太高，溶剂油有明显的作用，如： 溶剂精炼煤工艺（SRC）和供氢溶剂工艺（EDS）等 。
-5- 2020年6月16日星期二
（3）高压催化加氢法
如：德国的新老液化工艺和美国的氢煤法。
③ 闪蒸塔底流出的淤浆有流动性，可以用泵输送进德士 古气化炉，气化制氢或供锅炉燃烧；
④ 加氢（煤糊相加氢和油的加氢精制）一体化，油收率 增加，质量提高。
-28- 2020年6月16日星期二
§7.4 美国煤加氢液化的中试
-29- 2020年6月16日星期二
一、溶剂精炼煤法（SRC）
属加氢抽提液化工艺，按产品不同，有： SRC-I：加氢程度较低 SRC-Ⅱ：加氢程度较高
（4）煤和渣油联合加工法
以渣油为溶剂油与煤一起一次通过反应器，不用循环 油。渣油同时发生加氢裂解转化为轻质油。美国、加 拿大、德国和苏联等各有不同的工艺。
（5）干馏液化法
煤先热解得到焦油，然后对焦油进行加氢裂解和提质。
（6）地下液化法
将溶剂注入地下煤层，使煤解聚和溶解，加上流体的 冲击力使煤崩散，未完全溶解的煤则悬浮于溶剂中， 用泵将溶液抽出并分离加工。
第7章 煤直接液化
-1- 2020年6月16日星期二
§7.1 煤直接液化的意义和发展概况
-2- 2020年6月16日星期二
一、煤直接液化的意义
煤直接液化: 是把煤在较温度和压力下与氢气反应（加氢）， 使煤降解和加氢，从而转化成液体油品的工艺， 故又称加氢液化。
直接液化热效率比间接液化高，对原料煤的要求 高，较适合于生产汽油和芳烃；
-25- 2020年6月16日星期二
H2
-26- 2020年6月16日星期二
二、德国煤直接液化新工艺——IG新工艺
-27- 2020年6月16日星期二
与IG老工艺相比，新工艺主要有wenku.baidu.com下改进
① 固液分离不用离心过滤，而用闪蒸塔，生产能力大、 效率高。
② 循环油不但不含固体，还基本上排除了沥青烯。按循 环油的沸点范围，约由55％中油和45％重油构成。煤 浆粘度大大降低。反应压力由70 MPa降到30 MPa；
较温和的条件下数量更少，总的讲，反应以顺序进行为主。 （3）前沥青烯和沥青烯是中间产物 它们都不是组成脯定的单一化合物，在不同反应阶段生
成的前沥青烯和沥青烯肯定不同。它们转化为油的反应速度 较慢，需要活性较高的催化剂。
（4）逆反应（即结焦反应）也有可能发生
-19- 2020年6月16日星期二
将煤加氢液化的反应历程表示如下：
-17- 2020年6月16日星期二
煤加氢液化的产物非常复杂，既有多种气体和 沸点不同的油类，又有结构十分复杂的重质产物。
现已证明，煤加氢液化包括一系列的顺序反应 和平行反应，即有一定的顺序：反应产物的分子量 由高到低，结构从复杂到简单，出现的时间先后大 致有－次序；但另一方面，反应又是平行进行的， 在反应初期，煤刚刚开始转化时，就有少量气体油 产生。
三、煤直接液化工艺分类
煤直接液化是在溶剂油存在下通过高压加氢使煤液化的方法； 根据溶剂油和催化剂的不同、热解方式和加氢方式的不同以 及工艺条件的不同，可以分为以下几种工艺： （1）溶解热解液化法（不用氢气）
利用重质溶剂对煤热解抽提可制得低灰分的抽提物 （日本称膨润炭）——产率虽高但产品仍为固体；
-31- 2020年6月16日星期二
制氢
循环H2
溶剂油 煤溶解物
未溶固体
H2,H2S,CO2, 气态烃
溶剂油、煤 溶解物和未
溶固体
-32- 2020年6月16日星期二
2. 溶剂精炼煤-Ⅱ（SRC-Ⅱ）
SRC-Ⅱ是在Ⅰ法基础上发展起来的，基本流程和工艺条件 与Ⅰ法相近，不同点如下： ① 气液分离器底部流出的淤浆一部分循环用于制煤糊，另一 部分进减压蒸馏塔。 淤浆部分循环的好处： 延长了煤及中间产物在反应器内的停留时间（40 min→60 min左右），反应深度增加； 使反应器内的硫铁矿浓度提高。 ② 用减压蒸馏分离重油和固体残渣，处理量大也比较方便， ③ 产品以油为主，氢耗量比I法高一倍。
1. 煤的热解
煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度，就会发生一 系列复杂反应，析出煤气、热解水和焦油等产物，剩 下煤焦。
煤的热解温度范围较大 ，热解速度随温度的升高而加 快。
对褐煤和烟煤讲，煤裂解速度最快或胶质体生成量最 大的温度范围约在400～450℃，这与煤加氢液化的适 宜温度区间基本一致，这也说明热解是煤加氢的前提。
-22- 2020年6月16日星期二
煤糊相加氢工艺流程
将煤、催化剂和循环油在球磨机内湿磨制成煤浆（煤糊）。 然后用高压泵输送并与氧气混合送入热交换器，与从热分离 器顶部出来的油气进行热交换，接着进入预热器和4个串联的反 应器。 反应后的物料先进入热分离器，分出气体和油蒸气，剩下重 质糊状物料。前者经过热交换器后再到冷分离器，分为气体和油。 气体的主要成分是H2，经洗涤后作为循环气再回到反应系统。 从冷分离器底部得到的油经蒸馏得到粗汽油、中油和重油。 重质糊状物料经离心过滤分为重质油和固体残渣，离心分离 重质油和蒸馏重油合并后作为循环油返回系统，用于调制煤糊。 固体残渣干馏可得到焦油和半焦。蒸馏得到的粗汽油和重油再进 入气相加氢系统。
-11- 2020年6月16日星期二
2. 对自由基“碎片”供氢
（1） 反应中氢的来源： ① 溶解于溶剂中的氢在催化剂作用下变为活性氢； ② 溶剂油提供的或传递的氢； ③ 煤本身可供应的氢。
（2）当溶剂无供氢能力时，则液化消耗的氢来自煤及气相氢。 （3）溶剂供氢能力对液化有重要影响，随溶剂中供氢能力的
-23- 2020年6月16日星期二
未反应的H2
-24- 2020年6月16日星期二
气相加氢工艺流程
粗汽油和中油与氢气混合后，经热交换器和预 热器，进入3个串联的固定床催化加氢反应器、产物 通过热交换器后进一步冷却分离，分出气体和油， 前者基本作为循环气，后者经蒸馏得到汽油作为主 要产品，塔底残油返回作为加氢原料油。
间接液化允许采用高灰分的劣质煤，较适合于生 产柴油、含氧的有机化工原料和烯烃等。
-3- 2020年6月16日星期二
二、煤直接液化技术发展概况
1913年德国Berguis首先研究了煤高温高压加氢技术， 并从中获得了液体燃料。
1927年，I.G.Farben公司在德国 Leuna建成了第一 座 10 104 t/a褐煤液化厂。
-10- 2020年6月16日星期二
2. 对自由基“碎片”供氢
煤热解自由基“碎片”的加氢以及再缩聚反应可用 如下方程示意表示：
R-CH2-CH2-R'→RCH2·+R'CH2· RCH2·+R'CH2·+2H→RCH3+R'CH3
或
RCH2·+R'CH2·→RCH2-CH2R'
2RCH2·→RCH2-CH2R 2R'CH2·→R'CH2-CH2R'
增加，由煤与氢气供氢量下降。 （4）系统中供给CO+H2O或CO+H2时，液化效果比单纯供氢
效果好。（这因为（CO+H2O）的变换反应放出的氢更 容易和自由基碎片结合。）
-12- 2020年6月16日星期二
（3）对供氢可采取的有利措施： ① 使用有供氢性能的溶剂； ② 提高系统氢气压力； ③ 提高催化剂的活性； ④ 保持一定的H2S浓度等。
-18- 2020年6月16日星期二
四、煤加氢液化的反应历程
（1）煤不是组成均一的反应物 煤的组成是不均一的，既存在少量易液化的成分，也包
含一些极难液化的惰性成分。所以，把煤看作组成均一的反 应物是有条件的，一般不符合客观实际。
（2）反应以顺序进行为主 虽然反应初期己有气体和轻油生成，但为数不多，在比
-30- 2020年6月16日星期二
1. 溶剂精炼煤-Ⅰ（SRC-Ⅰ）
煤浆用往复式高压泵输送，与新鲜H2和循环H2混合后送入用直 接火加热的预热器2，加热至规定温度后进入“溶解器”——反应 器3。
反应器操作条件：出口温度约450℃，压力10～13 MPa，停留 时间40 min。
从反应器3流出的料浆经热交换器进入分离器4。由其顶部排出 的H2、H2S、CO2和气态烃，先经油吸收除去酸性气体和气态烃， 然后H2循环回到反应系统，吸收油解吸时放出的气体进入酸性气 体洗涤塔5除去H2S和CO2，剩下的为气态烃，可作燃料或其他用途。 从分离器4底部排出的是由溶剂油、煤溶解物和未溶固体所组成的 淤浆、开始采用预涂硅藻土的真空回转过滤机6分离（后改用其他 方法），滤液加热后进入真空蒸馏塔8脱除溶剂油，塔底排出物即 为溶剂精炼煤。
-15- 2020年6月16日星期二
三、煤加氢液化的反应产物
-16- 2020年6月16日星期二
煤加氢液化后所得的并非是单一的产物，而是组成十分复杂的， 包括气、液、固三相混合物。按照在不同溶剂中的溶解度不同，对 液固部分进行分离。 可见残渣是不溶于吡啶或四氢呋喃部分，它是由未转化的煤、 矿物质和外加催化剂组成。 前沥青烯是指不溶于苯但可溶于吡啶和四氢呋喃的重质煤液化 产物，其平均分子量约1000，杂原子含量较高。 沥青烯是指可溶于苯，但不溶于正己烷或环己烷的部分，类似 石油沥青质的重质煤液化产物，其平均分子量约为500。 油是轻质的可溶于正己烷或环己烷的产物，其分子量大约在 300以下。 煤液化气体包括两部分：①杂原子的H2O，H2S，NH3，CO2和 CO等；②气态C1-C4。其产率与煤种和工艺条件有关。
自由基碎片在供氢溶剂及催化剂的作用下在 氢气气氛中加氢稳定，变成小分子的油、气、 沥青烯和前沥青烯等；（否则会发生缩聚生 成高分子不溶物）——对自由基“碎片”供 氢、结焦反应
在加氢过程中，同时还脱除N、S、O等杂原 子，生产分子量低的油品和化学品。——脱 杂原子的反应
-9- 2020年6月16日星期二
虽可实现煤就地液化，不必建井采煤，但还存在许多 技术和经济问题，近期内不可能工业化 。
-6- 2020年6月16日星期二
§7.2 煤加氢液化原理
-7- 2020年6月16日星期二
一、煤和石油的比较
煤和石油同是可燃矿物；有机质都由碳．氢、氧、氮和硫元素构 成，但它们在结构、组成和性质上又有很大差别： 化学组成上，石油的H/C原子比高于煤，而煤中的氧含量显著高
1935年，英国 I.C.I.公司在 Bilingham建成烟煤加氢 液化厂。
1973年，世界发生石油危机，各国又重新开始重视 煤液化制液体燃料的技术研究工作，开发了许多煤 直接液化制油新工艺。主要有美国开发的溶剂精炼 煤工艺（SRC）、供氢溶剂工艺（EDS）等。
-4- 2020年6月16日星期二
当液化反应温度提高，裂解反应加剧时，需注意有相应的供 氢速度配合，否则会有结焦的危险。
-13- 2020年6月16日星期二
3. 脱杂原子的反应
（1） 脱氧反应： ① 氧的存在形式； ② 各基团脱除的难易程度； ③ 随氧脱除率的增加，油品产率增加，同时煤中总是 有40%的氧稳定存在。（图7-1）
（2）脱硫反应：含硫化合物转化为H2S。 （3）脱氮反应：比脱硫困难，含氮化合物转化为NH3。
-14- 2020年6月16日星期二
4. 结焦反应
热解生成的自由基碎片，加果没有机会与氢反应，它们 就会彼此结合，这样就达不到降低分子量的目的。多环芳 烃在高温下有自发缩聚成焦的倾向。
在煤加氢液化中结焦反应是不希望发生的。一旦发生， 轻则使催化剂表面积炭，重则使反应器和管道结焦堵塞。 采取以下措施可防止结焦： ① 提高系统的氢分压； ② 提高供氢溶剂的浓度； ③ 反应温度不要太高； ④ 降低循环油中沥青烯含量， ⑤ 缩短反应时间。
于石油。 煤的主体是高分子聚合物，故不挥发、不熔化、不溶解（可溶胀）
并有粘弹性，而石油的主体是低分子化合物。 煤中有较多的矿物质。 总之，要将煤转化为油需要加氢、裂解和脱灰。
-8- 2020年6月16日星期二
二、煤直接液化的基本原理
高温下，煤的大分子裂解成分子量较小的自 由基碎片；——煤的热解
-20- 2020年6月16日星期二
§7.3 德国煤直接液化工艺的发展
-21- 2020年6月16日星期二
一、德国煤直接液化老工艺——IG老工艺
由德国染料工业公司开发而成，又称IG工艺。 过程分两段；第一段为糊相加氢；将煤转化为粗汽 油和中油；第二段为气相加氢，将上述产物加工成 商品油。
利用轻质溶剂在超临界条件下抽提可得到以重质油为 主的油类——抽提率不太高。
（2）浴剂加氢抽提液化法
使用氢气，但压力不太高，溶剂油有明显的作用，如： 溶剂精炼煤工艺（SRC）和供氢溶剂工艺（EDS）等 。
-5- 2020年6月16日星期二
（3）高压催化加氢法
如：德国的新老液化工艺和美国的氢煤法。
③ 闪蒸塔底流出的淤浆有流动性，可以用泵输送进德士 古气化炉，气化制氢或供锅炉燃烧；
④ 加氢（煤糊相加氢和油的加氢精制）一体化，油收率 增加，质量提高。
-28- 2020年6月16日星期二
§7.4 美国煤加氢液化的中试
-29- 2020年6月16日星期二
一、溶剂精炼煤法（SRC）
属加氢抽提液化工艺，按产品不同，有： SRC-I：加氢程度较低 SRC-Ⅱ：加氢程度较高
（4）煤和渣油联合加工法
以渣油为溶剂油与煤一起一次通过反应器，不用循环 油。渣油同时发生加氢裂解转化为轻质油。美国、加 拿大、德国和苏联等各有不同的工艺。
（5）干馏液化法
煤先热解得到焦油，然后对焦油进行加氢裂解和提质。
（6）地下液化法
将溶剂注入地下煤层，使煤解聚和溶解，加上流体的 冲击力使煤崩散，未完全溶解的煤则悬浮于溶剂中， 用泵将溶液抽出并分离加工。
第7章 煤直接液化
-1- 2020年6月16日星期二
§7.1 煤直接液化的意义和发展概况
-2- 2020年6月16日星期二
一、煤直接液化的意义
煤直接液化: 是把煤在较温度和压力下与氢气反应（加氢）， 使煤降解和加氢，从而转化成液体油品的工艺， 故又称加氢液化。
直接液化热效率比间接液化高，对原料煤的要求 高，较适合于生产汽油和芳烃；
-25- 2020年6月16日星期二
H2
-26- 2020年6月16日星期二
二、德国煤直接液化新工艺——IG新工艺
-27- 2020年6月16日星期二
与IG老工艺相比，新工艺主要有wenku.baidu.com下改进
① 固液分离不用离心过滤，而用闪蒸塔，生产能力大、 效率高。
② 循环油不但不含固体，还基本上排除了沥青烯。按循 环油的沸点范围，约由55％中油和45％重油构成。煤 浆粘度大大降低。反应压力由70 MPa降到30 MPa；
较温和的条件下数量更少，总的讲，反应以顺序进行为主。 （3）前沥青烯和沥青烯是中间产物 它们都不是组成脯定的单一化合物，在不同反应阶段生
成的前沥青烯和沥青烯肯定不同。它们转化为油的反应速度 较慢，需要活性较高的催化剂。
（4）逆反应（即结焦反应）也有可能发生
-19- 2020年6月16日星期二
将煤加氢液化的反应历程表示如下：
-17- 2020年6月16日星期二
煤加氢液化的产物非常复杂，既有多种气体和 沸点不同的油类，又有结构十分复杂的重质产物。
现已证明，煤加氢液化包括一系列的顺序反应 和平行反应，即有一定的顺序：反应产物的分子量 由高到低，结构从复杂到简单，出现的时间先后大 致有－次序；但另一方面，反应又是平行进行的， 在反应初期，煤刚刚开始转化时，就有少量气体油 产生。
三、煤直接液化工艺分类
煤直接液化是在溶剂油存在下通过高压加氢使煤液化的方法； 根据溶剂油和催化剂的不同、热解方式和加氢方式的不同以 及工艺条件的不同，可以分为以下几种工艺： （1）溶解热解液化法（不用氢气）
利用重质溶剂对煤热解抽提可制得低灰分的抽提物 （日本称膨润炭）——产率虽高但产品仍为固体；
-31- 2020年6月16日星期二
制氢
循环H2
溶剂油 煤溶解物
未溶固体
H2,H2S,CO2, 气态烃
溶剂油、煤 溶解物和未
溶固体
-32- 2020年6月16日星期二
2. 溶剂精炼煤-Ⅱ（SRC-Ⅱ）
SRC-Ⅱ是在Ⅰ法基础上发展起来的，基本流程和工艺条件 与Ⅰ法相近，不同点如下： ① 气液分离器底部流出的淤浆一部分循环用于制煤糊，另一 部分进减压蒸馏塔。 淤浆部分循环的好处： 延长了煤及中间产物在反应器内的停留时间（40 min→60 min左右），反应深度增加； 使反应器内的硫铁矿浓度提高。 ② 用减压蒸馏分离重油和固体残渣，处理量大也比较方便， ③ 产品以油为主，氢耗量比I法高一倍。
1. 煤的热解
煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度，就会发生一 系列复杂反应，析出煤气、热解水和焦油等产物，剩 下煤焦。
煤的热解温度范围较大 ，热解速度随温度的升高而加 快。
对褐煤和烟煤讲，煤裂解速度最快或胶质体生成量最 大的温度范围约在400～450℃，这与煤加氢液化的适 宜温度区间基本一致，这也说明热解是煤加氢的前提。
-22- 2020年6月16日星期二
煤糊相加氢工艺流程
将煤、催化剂和循环油在球磨机内湿磨制成煤浆（煤糊）。 然后用高压泵输送并与氧气混合送入热交换器，与从热分离 器顶部出来的油气进行热交换，接着进入预热器和4个串联的反 应器。 反应后的物料先进入热分离器，分出气体和油蒸气，剩下重 质糊状物料。前者经过热交换器后再到冷分离器，分为气体和油。 气体的主要成分是H2，经洗涤后作为循环气再回到反应系统。 从冷分离器底部得到的油经蒸馏得到粗汽油、中油和重油。 重质糊状物料经离心过滤分为重质油和固体残渣，离心分离 重质油和蒸馏重油合并后作为循环油返回系统，用于调制煤糊。 固体残渣干馏可得到焦油和半焦。蒸馏得到的粗汽油和重油再进 入气相加氢系统。
-11- 2020年6月16日星期二
2. 对自由基“碎片”供氢
（1） 反应中氢的来源： ① 溶解于溶剂中的氢在催化剂作用下变为活性氢； ② 溶剂油提供的或传递的氢； ③ 煤本身可供应的氢。
（2）当溶剂无供氢能力时，则液化消耗的氢来自煤及气相氢。 （3）溶剂供氢能力对液化有重要影响，随溶剂中供氢能力的
-23- 2020年6月16日星期二
未反应的H2
-24- 2020年6月16日星期二
气相加氢工艺流程
粗汽油和中油与氢气混合后，经热交换器和预 热器，进入3个串联的固定床催化加氢反应器、产物 通过热交换器后进一步冷却分离，分出气体和油， 前者基本作为循环气，后者经蒸馏得到汽油作为主 要产品，塔底残油返回作为加氢原料油。
间接液化允许采用高灰分的劣质煤，较适合于生 产柴油、含氧的有机化工原料和烯烃等。
-3- 2020年6月16日星期二
二、煤直接液化技术发展概况
1913年德国Berguis首先研究了煤高温高压加氢技术， 并从中获得了液体燃料。
1927年，I.G.Farben公司在德国 Leuna建成了第一 座 10 104 t/a褐煤液化厂。
-10- 2020年6月16日星期二
2. 对自由基“碎片”供氢
煤热解自由基“碎片”的加氢以及再缩聚反应可用 如下方程示意表示：
R-CH2-CH2-R'→RCH2·+R'CH2· RCH2·+R'CH2·+2H→RCH3+R'CH3
或
RCH2·+R'CH2·→RCH2-CH2R'
2RCH2·→RCH2-CH2R 2R'CH2·→R'CH2-CH2R'
增加，由煤与氢气供氢量下降。 （4）系统中供给CO+H2O或CO+H2时，液化效果比单纯供氢
效果好。（这因为（CO+H2O）的变换反应放出的氢更 容易和自由基碎片结合。）
-12- 2020年6月16日星期二
（3）对供氢可采取的有利措施： ① 使用有供氢性能的溶剂； ② 提高系统氢气压力； ③ 提高催化剂的活性； ④ 保持一定的H2S浓度等。
-18- 2020年6月16日星期二
四、煤加氢液化的反应历程
（1）煤不是组成均一的反应物 煤的组成是不均一的，既存在少量易液化的成分，也包
含一些极难液化的惰性成分。所以，把煤看作组成均一的反 应物是有条件的，一般不符合客观实际。
（2）反应以顺序进行为主 虽然反应初期己有气体和轻油生成，但为数不多，在比
-30- 2020年6月16日星期二
1. 溶剂精炼煤-Ⅰ（SRC-Ⅰ）
煤浆用往复式高压泵输送，与新鲜H2和循环H2混合后送入用直 接火加热的预热器2，加热至规定温度后进入“溶解器”——反应 器3。
反应器操作条件：出口温度约450℃，压力10～13 MPa，停留 时间40 min。
从反应器3流出的料浆经热交换器进入分离器4。由其顶部排出 的H2、H2S、CO2和气态烃，先经油吸收除去酸性气体和气态烃， 然后H2循环回到反应系统，吸收油解吸时放出的气体进入酸性气 体洗涤塔5除去H2S和CO2，剩下的为气态烃，可作燃料或其他用途。 从分离器4底部排出的是由溶剂油、煤溶解物和未溶固体所组成的 淤浆、开始采用预涂硅藻土的真空回转过滤机6分离（后改用其他 方法），滤液加热后进入真空蒸馏塔8脱除溶剂油，塔底排出物即 为溶剂精炼煤。
-15- 2020年6月16日星期二
三、煤加氢液化的反应产物
-16- 2020年6月16日星期二
煤加氢液化后所得的并非是单一的产物，而是组成十分复杂的， 包括气、液、固三相混合物。按照在不同溶剂中的溶解度不同，对 液固部分进行分离。 可见残渣是不溶于吡啶或四氢呋喃部分，它是由未转化的煤、 矿物质和外加催化剂组成。 前沥青烯是指不溶于苯但可溶于吡啶和四氢呋喃的重质煤液化 产物，其平均分子量约1000，杂原子含量较高。 沥青烯是指可溶于苯，但不溶于正己烷或环己烷的部分，类似 石油沥青质的重质煤液化产物，其平均分子量约为500。 油是轻质的可溶于正己烷或环己烷的产物，其分子量大约在 300以下。 煤液化气体包括两部分：①杂原子的H2O，H2S，NH3，CO2和 CO等；②气态C1-C4。其产率与煤种和工艺条件有关。
自由基碎片在供氢溶剂及催化剂的作用下在 氢气气氛中加氢稳定，变成小分子的油、气、 沥青烯和前沥青烯等；（否则会发生缩聚生 成高分子不溶物）——对自由基“碎片”供 氢、结焦反应
在加氢过程中，同时还脱除N、S、O等杂原 子，生产分子量低的油品和化学品。——脱 杂原子的反应
-9- 2020年6月16日星期二
虽可实现煤就地液化，不必建井采煤，但还存在许多 技术和经济问题，近期内不可能工业化 。
-6- 2020年6月16日星期二
§7.2 煤加氢液化原理
-7- 2020年6月16日星期二
一、煤和石油的比较
煤和石油同是可燃矿物；有机质都由碳．氢、氧、氮和硫元素构 成，但它们在结构、组成和性质上又有很大差别： 化学组成上，石油的H/C原子比高于煤，而煤中的氧含量显著高
1935年，英国 I.C.I.公司在 Bilingham建成烟煤加氢 液化厂。
1973年，世界发生石油危机，各国又重新开始重视 煤液化制液体燃料的技术研究工作，开发了许多煤 直接液化制油新工艺。主要有美国开发的溶剂精炼 煤工艺（SRC）、供氢溶剂工艺（EDS）等。
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当液化反应温度提高，裂解反应加剧时，需注意有相应的供 氢速度配合，否则会有结焦的危险。
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3. 脱杂原子的反应
（1） 脱氧反应： ① 氧的存在形式； ② 各基团脱除的难易程度； ③ 随氧脱除率的增加，油品产率增加，同时煤中总是 有40%的氧稳定存在。（图7-1）
（2）脱硫反应：含硫化合物转化为H2S。 （3）脱氮反应：比脱硫困难，含氮化合物转化为NH3。
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4. 结焦反应
热解生成的自由基碎片，加果没有机会与氢反应，它们 就会彼此结合，这样就达不到降低分子量的目的。多环芳 烃在高温下有自发缩聚成焦的倾向。
在煤加氢液化中结焦反应是不希望发生的。一旦发生， 轻则使催化剂表面积炭，重则使反应器和管道结焦堵塞。 采取以下措施可防止结焦： ① 提高系统的氢分压； ② 提高供氢溶剂的浓度； ③ 反应温度不要太高； ④ 降低循环油中沥青烯含量， ⑤ 缩短反应时间。
于石油。 煤的主体是高分子聚合物，故不挥发、不熔化、不溶解（可溶胀）
并有粘弹性，而石油的主体是低分子化合物。 煤中有较多的矿物质。 总之，要将煤转化为油需要加氢、裂解和脱灰。
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二、煤直接液化的基本原理
高温下，煤的大分子裂解成分子量较小的自 由基碎片；——煤的热解